曲線地段樁板結(jié)構(gòu)與路基土體相互作用研究.pdf

1、高速鐵路的高平順性對路基、地基的總沉降、工后沉降及差異沉降量都有嚴(yán)格限制。傳統(tǒng)設(shè)計方案一般將路基方案改為橋梁結(jié)構(gòu)，以橋代路。相比而言，橋梁結(jié)構(gòu)造價較高，且橫向穩(wěn)定性較差，在曲線地段尤為突出。基于此，高速鐵路無砟軌道建設(shè)中采用了一種新型路基一樁板結(jié)構(gòu)路基。這種結(jié)構(gòu)型式能夠充分發(fā)揮樁板土之間的相互作用，不僅沉降小，而且在曲線地段相比橋梁以及傳統(tǒng)路基結(jié)構(gòu)橫向穩(wěn)定性更好。本文結(jié)合國家自然科學(xué)基金“高速鐵路樁板結(jié)構(gòu)樁一板一路基土體相互作用研究”，

2、在較全面調(diào)研文獻(xiàn)基礎(chǔ)上，開展了曲線地段無砟軌道樁板結(jié)構(gòu)的深入研究，具體如下：
　　(1)基于獨(dú)立墩柱式樁板結(jié)構(gòu)理論與實(shí)踐，采用彈性地基梁模型，結(jié)合樁板土相互作用，運(yùn)用結(jié)構(gòu)力學(xué)位移法推導(dǎo)了樁板結(jié)構(gòu)橫向在荷載作用下的理論計算公式，該解析計算公式能夠更全面反映樁板結(jié)構(gòu)的受力變形特性，易于被設(shè)計人員掌握，對于指導(dǎo)樁板結(jié)構(gòu)的設(shè)計以及工程實(shí)踐有著重要的意義。
　　(2)采用有限元軟件，建立曲線地段樁板結(jié)構(gòu)靜動力三維模型，并結(jié)合相關(guān)測試試

3、驗(yàn)，對模型進(jìn)行了可靠性驗(yàn)證，結(jié)果表明：建立的模型是可靠的。
　　(3)研究了曲線和直線樁板結(jié)構(gòu)在垂橫向力作用下的異同點(diǎn)，分析了樁側(cè)土體對樁板的側(cè)向約束作用；研究了曲線樁板結(jié)構(gòu)在溫度力作用下的受力變形規(guī)律。結(jié)果表明：樁板土接觸屬性不同，對受力變形有影響；曲線樁板結(jié)構(gòu)在垂向力作用下會發(fā)生彎扭耦合作用，曲線半徑越小，受力變形越不利；土體對樁板的橫向約束作用相對垂向更大；由于曲線和超高的影響，在溫度荷載和溫度梯度荷載作用下，樁板會發(fā)生翹曲

4、和橫向偏移，樁板固結(jié)處會發(fā)生應(yīng)力集中；曲線半徑超過5500m后，半徑變化對溫度力作用下樁板結(jié)構(gòu)的受力變形影響很小。
　　(4)探索了高速鐵路曲線樁板結(jié)構(gòu)在不同車速、板的跨徑、路基支承條件下的動力特性。結(jié)果表明：列車通過曲線的速度越高，動力響應(yīng)越大，列車偏載相應(yīng)發(fā)生變化，車體橫向加速度、輪重減載率和外軌脫軌系數(shù)與未被平衡的超高有關(guān)系；板的跨徑增大，結(jié)構(gòu)垂橫向位移變大，車體橫向加速度和輪重減載率下降，但車體垂向加速度和脫軌系數(shù)變大；路